硝基苯是一種重要的化工原料，實驗室在55℃～60℃的條件下將20mL的苯（密度為0.88g/cm3）與22mL濃硫酸和20mL濃硝酸的混合液共熱來制備硝基苯（難溶于水的油狀液體），制備原理和裝置示意圖（加熱和夾持裝置省略）如下：
+HNO3濃硫酸△
+H2O
查閱資料可知反應機理如下：
①HNO3+2H2SO4?H3O++++NO2+2HSO4-
②
++NO2→
③？。
回答下列問題：
（1）中間產物+NO2的分子構型是 直線形直線形。
（2）中間體正離子（
）中與硝基相連的碳原子的雜化方式是 sp3雜化sp3雜化。上述第③步反應的方程式為 
。
（3）為了很好的控制該實驗反應溫度，可采用 水浴水浴加熱的方法。儀器a的名稱是 球形冷凝管球形冷凝管。恒壓滴液漏斗與普通滴液漏斗相比，優點是 恒壓滴液漏斗的支管可以使漏斗下方與漏斗中的壓強一致，使漏斗內液體順利流下恒壓滴液漏斗的支管可以使漏斗下方與漏斗中的壓強一致，使漏斗內液體順利流下。混合濃硫酸和濃硝酸的操作是往裝有濃硝酸的燒杯中加入濃硫酸并不斷攪拌。不斷攪拌的目的是 防止液體飛濺防止液體飛濺。
（4）反應結束后，冷卻反應混合物，分離出有機層，所得物質中除硝基苯外還含有硝酸、硫酸、苯等。依次用蒸餾水、5%的NaOH溶液和蒸餾水洗滌，再用無水CaCl2干燥后得到粗硝基苯。有機層選用5%的NaOH溶液洗滌是因為 除去粗產品中殘留的酸除去粗產品中殘留的酸。第一次用蒸餾水洗滌的主要目的是 減少堿的用量減少堿的用量。
（5）實驗所用苯的質量為 17.6g17.6g。若該實驗制備得到純硝基苯18g,則該實驗依據苯的用量，計算的硝基苯產率是 64.86%64.86%。（保留小數點后兩位）
濃硫酸
△
+
N
+
N
【考點】制備實驗方案的設計．
【答案】直線形；sp3雜化；；水浴；球形冷凝管；恒壓滴液漏斗的支管可以使漏斗下方與漏斗中的壓強一致，使漏斗內液體順利流下；防止液體飛濺；除去粗產品中殘留的酸；減少堿的用量；17.6g；64.86%
；水浴；球形冷凝管；恒壓滴液漏斗的支管可以使漏斗下方與漏斗中的壓強一致，使漏斗內液體順利流下；防止液體飛濺；除去粗產品中殘留的酸；減少堿的用量；17.6g；64.86%【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：9引用：1難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經除盡的試劑是；當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5